Sultan Ahmet Camii'nin tasarımı Osmanlı cami mimarisi ile Bizans kilise mimarisinin 200 yıllık sentezinin zirvesini oluşturur. Komşusu olan Ayasofya'dan bazı Bizans esintileri içermesinin yanı sıra geleneksel İslami mimari de ağır basar ve klasik dönemin son büyük camisi olarak görülür.

Caminin mimarı, Mimar Sedefkar Mehmet Ağa'nın "boyutta büyüklük, heybet ve ihtişam" fikirlerini yansıtmada başarılı olmuştur.

Her katında alçak düzeyde olmak üzere, caminin içi İznik'te 50 farklı lale deseninden üretilmiş 20 binden fazla çini ile bezenmiştir. Alt seviyelerdeki çiniler gelenekselken, galerideki çinilerin desenleri çiçekler, meyveler ve servilerle gösterişli ve ihtişamlıdır. 

Sultan Ahmet Camii Türkiye'de 6 minaresi olan[5] 5 camiden biridir. Diğer 4 tanesi ise İstanbul Çamlıca Camii, İstanbul Arnavutköy'de Taşoluk Yeni Camii, Adana'daki Sabancı Camii ve Mersin'deki Muğdat Camii'dir.[6] Minarelerin sayısı ortaya çıkınca sultan küstahlıkla suçlanmıştır çünkü o zamanlarda, Mekke'deki Kâbe'de de 6 minare bulunmaktadır. Sultan bu problemi Mekkede olan (Mescidi Haram) camiye yedinci minareyi yaptırarak çözer. 4 minare caminin köşelerindedir. Kalem şeklindeki bu minarelerin her birinin 3 şerefesi vardır. Ön avludaki diğer iki minare ise ikişer şerefelidir.